VHF跳频电台发射机射频前端研究及实现

摘要

随着电子技术在现代战争的广泛应用，电子对抗技术成为战争胜利的最重要作战手段，而通信对抗是指挥、控制、通信和情报对抗系统中的核心部分。特别是美军在几次局部战争中的使用案例，已经引起各国政府和军方的高度重视，不惜投入大量的人力、物力，研究电子对抗技术，特别是跳频通信技术。
　　跳频通信技术由于其优越的抗干扰、抗衰落、抗截获的能力，在军事通信领域被广泛应用。作为跳频通信的发射末级，无线电发射机在设计和实现上越来越趋向于高性能、高集成度方向。对于发射机的带宽，功率，线性度，效率，平坦度、抗干扰能力等方面的性能和指标也提出了越来越高的要求。这些需求也促进了VHF跳频电台发射机的不断进步，使得发射信号质量更好，发射距离的更远，抗干扰能力更强。
　　课题来自于中国电子科技集团公司第五十研究所某新型VHF超短波跳频电台项目，是其中发射机射频前端的研制。该发射机射频前端要求射频功放具有宽频带，大功率，高线性度，高效率，平坦度好等特点，采用两级放大来达到增益的要求。推动级放大器选用了NXP公司的功放芯片BLF404来实现;末级选择了NXP公司的功放芯片BLF245B，除了考虑线性度，兼顾提高工作效率，所以选择AB类，采用推挽式结构进行宽带设计，合理的兼顾了线性度和效率这两个指标。在此基础上，对功放管BLF245B进行降压使用，在保证线性指标的前提下，大大提高了工作效率。在推动级之前和末级功放之后，采用了跳频速度快，抑制度好的跳频滤波器，该滤波器采用双调谐LC振荡回路，多组PIN二极管开关与电容阵列单元并联来实现高精度可变电容的功能，使之谐振于不同的频率上，实现分段滤波的功能。本设计在原理图和PCB设计之前，利用ADS仿真软件，对功放和滤波器进行仿真优化设计，理论上验证了设计方案的合理性。最终通过反复的调试，达到了最佳的性能。
　　本文首先介绍了跳频通信技术的原理，讲述了跳频通信系统的特点;其次对功率放大器的几种结构形式进行了对比分析，提出了课题的设计方案、关键技术指标以及技术难点。然后分析了发射机的关键指标，提出并论证了实现各指标的设计方案。详述了本课题具体电路的设计与实现，包括功放单元和跳频滤波器单元两个主要模块的设计，最后进行电路调试，给出系统的测试结果。

目录

摘要

引言

第一章 VHF跳频电台发射机简介

第一节 VHF跳频电台发射机结构

第二节 VHF跳频电台发射机关键技术

第三节 功率放大器的介绍

3．1 功率放大器的分类

3．2 功率放大器的线性化

第四节 大功率跳频滤波器

第五节 VHF跳频电台发射机关键技术指标

5．1 工作频率范围

5．2 输出功率

5．3 功率增益(G)

5．4 工作效率

5．5 谐波抑制

5．6 输入输出驻波比

5．7 邻近信道功率比

5．8 增益平坦度

第二章 VHF跳频电台发射机指标体系论证

第一节 设计方案选择及主要内容

第二节 VHF跳频电台主要技术指标

第三节 指标分析与可行性论证

3．1 射频发射机总体设计方案

3．2 功放器件的选择

第三章 VHF跳频电台发射机射频前端设计

第一节 功放单元设计

1．1 宽带功率放大器的仿真与设计

1．2 推动级功放设计

1．3 末级功放的仿真与设计

第二节 功率放大器输入输出阻抗匹配设计

2．1 宽带匹配方法

第三节 数控跳频滤波器设计

3．1 数控跳频滤波器方案的分析与选择

3．2 数控跳频滤波器的原理

3．3 数控跳频滤波器的仿真

3．4 数控跳频滤波器电路设计

第四节 系统电磁兼容设计

第五节 VHF跳频电台发射机指标测试

5．1 印制板实物

5．2 指标测试

第四章 结论

参考文献

致谢

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